CC BY
122
Пронина Л. А., Новикова В. Е. Геодезическое сопровождение изысканий при строительстве автомобильной дороги// Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2019. - №2 (17) апрель - июнь. - URL http://e-journal.omgau.ru/images/issues/2019/2/00710.pdf. - ISSN 2413-4066
УДК 528.489:625.712.14
Пронина Лилия Анатольевна
Кандидат технических наук ФГБОУВО Омский ГАУ, г. Омск la.pronina@omgau.org
Новикова Валентина Евгеньевна
обучающаяся 201 группы землеустроительного факультета ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г. Омск ve.novikova 1720@omgau.org
Геодезическое сопровождение изысканий при строительстве автомобильной дороги
Аннотация. Рассмотрена значимость инженерно-геологические изыскания при строительстве линейных объектов. Уделено внимание этапам проведения и программе проведения инженерно-геологических изысканий. Приведена специфика топографо-геодезических работ в геологической отрасли подразумевающая сочетание различных методов и технических средств. Проанализирована технология спутникового геодезического и навигационного обеспечения геологоразведочных работ. Рассмотрена технология создания опорной геодезической сети традиционными методами.
Ключевые слова: инженерно-геологические изыскания, государственная геодезическая сеть, локальная спутниковая геодезическая сеть, геодезическое сопровождение.
Инженерно-геологические изыскания наряду с геодезическими и гидрометеорологическими работами являются основным видом инженерных изысканий, проводимых при строительстве автомобильных дорог [1].
Инженерно-геологические изыскания обеспечивают изучение инженерно-геологических условий района (участка) строительства, включая геоморфологическое и геологическое строение, состояние и физико-механические свойства грунтов, гидрогеологические условия, неблагоприятные физико-геологические процессы и явления, а также составление прогноза изменения этих условий при строительстве и эксплуатации сооружений.
В процессе геологических изысканий определяются свойства и состав почвы и грунтовых вод, составить возможный прогноз изменений геологической среды, подстилающих грунтов при взаимодействии со строящимися объектами [2].
Работы по инженерно-геологическим изысканиям, проводимые при строительстве должны строго соответствовать требованиям СНиП и выполняться в соответствии с законодательством РФ, результаты изысканий необходимо регистрировать в соответствующих госучреждениях или Геофонде [3,4].
В работе [5] рассматривались теоретические и практические вопросы применения геодезии, фотограмметрии и геоинформационных систем при автоматизированном
трассировании линейных инженерных сооружений. Применение камеральных методов дешифрирования, цифровых моделей местности инженерного назначения, методов оптимизации при имитации природных условий местности позволило бы экономить значительные средства при проведении изысканий, проектировании и строительстве линейных сооружений.
Проведение инженерно-геологических изысканий подразделяют на следующие периоды: подготовительный, полевой и камеральный. Главное содержание подготовительного периода - подготовка к проведению полевых и камеральных работ.
Началом подготовительного периода инженерно-геологических изысканий, следует считать заключение договора между заказчиком и исполнителем, получение исполнителем технического задания заказчика и оформленного разрешения на проведение изысканий.
Заключив договор и получив техническое задание, составляется программа проведения инженерно-геологических изысканий.
После согласования с заказчиком программа утверждается руководством инженерно-геологической организации. На основании программы составляется план организационно-технических мероприятий. В соответствии с ним проводят организационно-хозяйственную подготовку партии к проведению полевых работ.
В общем комплексе геологоразведочных работ большая роль принадлежит их топографо-геодезическому и навигационному обеспечению. Без геодезических данных невозможно получить доброкачественный конечный результат геологических исследований, в том числе различные геологические карты и разрезы.
Специфика топографо-геодезических работ в геологической отрасли подразумевает сочетание различных методов и технических средств.
Наиболее прогрессивной и перспективной в настоящее время является технология спутникового геодезического и навигационного обеспечения геологоразведочных работ. При геофизических исследованиях, необходимо создание и применение единых технологических комплексов, включающих синхронные измерения параметров геофизических полей, а также определение координат и высот.
В круг задач, решаемых посредством геодезических измерений при проведении геологоразведочных работ, входят следующие:
- сгущение опорной геодезической сети и перенесение на местность проектного положения пунктов и объектов геологоразведочных работ;
- определение координат и высот точек наблюдений, по возможности, в едином технологическом цикле полевых работ;
- топографическая съемка отдельных геологических объектов;
- управление пространственным положением объектов в режиме реального времени при наземных, воздушных и морских геофизических съемках.
Перечисленные задачи включают в себя элементы геодезии и навигации, которые, в данном случае, взаимосвязаны [6].
Локационная спутниковая геодезическая сеть (ЛСГС) является первым уровнем планово-высотного обоснования и служит опорой для второго уровня обоснования. Дальнейшее развитие опорного планово-высотного обоснования осуществляется проложением теодолитных ходов и технического нивелирования.
Создание ЛСГС производится методом построения сети. В качестве исходных пунктов используют все найденные пункты государственной геодезической сети (ГГС).
Для проведения спутниковых наблюдений необходимо подготовить исходные пункты ГГС. Для этого в залесенной местности расчищают горизонт, что бы была возможность четкого приема сигнала, если возможности расчисть горизонт нет, то закладываются два временных репера вблизи от исходного пункта ГГС на открытых для наблюдений местах. Связь временных центров и пункта ГГС будет осуществляться двумя сессиями спутниковых наблюдений сторон треугольника при отсутствии взаимной видимости всех точек треугольника, а также обязательным условием является проведение контрольного
нивелирования внутри треугольника. При наличии взаимной видимости всех трех точек допускается измерение горизонтальных, вертикальных углов и сторон треугольника не менее чем тремя приемами при помощи электронного тахеометра, данные с которого могут быть импортированы непосредственно в проект.
В целях оптимизации рабочего времени в схему сети нужно включить достаточное количество базовых точек на открытых местах. Места закладки базовых точек должны обеспечивать их сохранность и стабильность положения в течение всего времени производства работ на объекте.
Опорная геодезическая сеть (ОГС) это второй уровень обоснования для производства инженерно-геодезических изысканий и выноса проекта в натуру, ее построение выполняют комбинированным методом [7].
Создание ОГС можно выполнить проложением теодолитных ходов. В качестве исходных пунктов использовать определяемые пункты ЛСГС.
Отдельный теодолитный ход должен опираться на 2 исходных пункта. На исходных пунктах необходимо измерять примычные углы. Проложение висячих ходов запрещается. При создании полигонометрии необходимо руководствоваться следующими требованиями «Инструкции по топографической съемке»:
- предельная длина отдельного хода не более 6,0км;
- наибольшая длина стороны хода не более 0,35 км;
- наименьшая длина стороны хода не менее 0,04км;
- число сторон в ходе не более 15;
- относительная погрешность не более 1:5000.
Проложение теодолитных ходов необходимо осуществлять вдоль изыскиваемой трассы, придерживаясь проекта. Осуществлять рубку просеки шириной 0,7 м вдоль линии визирования. Точки теодолитных ходов закреплять на пнях свежесрубленных деревьев, металлическими штырями длиной 0,5-0,6 м, деревянными кольями диаметром 5-6см длиной 0,4-0,5 м с гвоздем, осуществлять привязку точек к местным предметам или зарубками на деревьях.
Нивелирование ОГС предназначено для получения высот пунктов опорной геодезической сети в Балтийской системе высот, его необходимо выполнить методом прокладки ходов технического нивелирования. В процессе работ, также нужно заложить и произвести включение в нивелирование временных реперов через каждые 2 км трассы предпочтительно по типу пня свежесрубленного дерева или других типов, предусмотренных в программе работ. Предельная длина отдельного хода не более 8км. Нивелирование выполняется в одном направлении.
При нивелировании сначала берут отсчеты по черной и красной сторонам задней рейки, а потом по черной и красной сторонам передней рейки. Расхождения превышений на станции не должны превышать 5мм [1].
В процессе технического нивелирования попутно нивелируются отдельные характерные точки местности, устойчивые по высоте объекты. Высоты указанных точек определяются как промежуточные при включении их в ход. Особое внимание должно быть уделено определению урезов воды.
Топографическая съемка полосы местности вдоль трассы проектируемой автодороги выполняется для получения информации о состоянии автомобильной дороги, характере рельефа, ситуации, инженерных коммуникациях на объекте производства работ.
В качестве обоснования для топографической съемки используются определяемые пункты ЛСГС и ОГС. Топографическую съемку открытых участков местности можно выполнять кинематическими спутниковыми методами и тахеометрией, залесенных и застроенных участков - тахеометрией.
В случае недостатка пунктов опорной геодезической основы разрешается прокладывать висячие теодолитные ходы длиной не более 200м. Закрепление пунктов съемочного обоснования выполняют временными знаками. Определение высот точек производят
тригонометрическим нивелированием. Съемку полотна автодорог, головок рельсов, оголовков водопропускных труб, мостов и других объектов инфраструктуры и твердых контуров местности производят только с пунктов ЛСГС и ОГС.
Одним из методов геодезического сопровождения строительных работ является перенесение на местность проектного положения объектов геологических наблюдений, в ходе которого определяется положение геометрических параметров проектируемого сооружения на местности, как в плане, так и по высоте.
Переносу проекта в натуру предшествует его геодезическая подготовка, в процессе которой по заданным или определенным графически координатам объектов вычисляются разбивочные элементы. При перенесении проекта в натуру выполняют: аналитический расчет проекта, проектируют плановую и высотную геодезическую разбивочную сеть, готовят геодезические данные для выноса на местность объектов с расчетом необходимой точности, выбирают геодезические приборы и способы для угловых и линейных построений.
Подготовка данных для выноса в натуру выполняется по следующим или иным геодезическим способам: полярных и прямоугольных координат, прямой угловой засечки, линейной засечки, GPS-технологии. Подготовительные работы к выносу каждого объекта в натуру включают следующие операции:
- определение необходимых для выноса в натуру проектных значений углов и линий относительно пунктов разбивочной сети (выполняется аналитическим путем из решения обратных геодезических задач);
- установление необходимой точности угловых и линейных построений;
- выбор геодезических приборов;
- расчет ожидаемой точности;
- составление разбивочного чертежа.
Так как на точность выносимых точек влияет множество факторов, то для определения их значений находится оптимальный вариант решения, при этом выполняется анализ использованных способов.
Способ полярных координат в основном применяется при разбивках на открытой местности, при наличии возможности выполнения угловых и линейных измерений с одной точки стояния теодолита с условием, что зона видимости без препятствий.
Способ прямоугольных координат применяют в основном при наличии на строительной площадке строительной сетки, в системе координат которой задано положение всех главных точек и осей проекта.
Точность вынесения точки способом прямоугольных координат зависит от точности откладывания проектных расстояний, построения прямого угла и длины проектных отрезков.
Способ прямой угловой засечки применяется для случаев, когда нельзя произвести непосредственно линейные измерения от опорной, до определяемой точки, или когда выносимая точка значительно удалена от исходной.
Способ линейной засечки - применяется при определении точек, расположенных вблизи от опорных пунктов, то есть расстояние от выносимой точки до пунктов разбивочной сети меньше длины мерного прибора искомая точка получается как пересечение двух радиусов заданной длины на местности [1].
GPS методы являются передовыми технологиями по сравнению с традиционными. С использованием RTK GPS-технологии можно осуществлять вынос на расстояниях до 20 км и более от пункта с известными координатами, в качестве которых можно использовать пункты созданных ранее опорных геодезических сетей для строительства автомобильных дорог. Определенные в камеральных условиях проектные координаты точек, подлежащих выносу и закреплению на местности, вводятся в полевой контроллер. В поле исполнитель, ориентируясь по отображаемым на дисплее контроллера координатам, корректирует положение вехи с GPS-приемником и осуществляет вынос в натуру необходимых точек [8].
В статье рассмотрен комплекс и поэтапное проведение инженерно-геологических изысканий, выполняемых при проектировании автомобильной дороги. Особое внимание
уделено топографо-геодезическим работам в геологической отрасли. Рассмотрен комплекс топографо-геодезических работ при построении опорной геодезической сети в процессе возведения линейного объекта. Рассмотрены традиционные и спутниковые методы обеспечения геологоразведочных работ. GPS технологии обладают существенным преимуществом над традиционными методами. Применение современных GPS технологии позволит повысить производительность труда и сократить сроки строительства линейных сооружений.
Ссылки на источники:
1. Левчук, Г. П. Прикладная геодезия: геодез. работы при изысканиях и строительстве инженерных сооружений : учебник / Г. П. Левчук, В. Е. Новак, Н. Н. Лебедев. - М. : Недра, 1983. - 399 с.
2. Trimble Geomatics Office. Network Adjustment. Руководство пользователя. 39933-10-RUS ОКТЯБРЬ 2001г.
3. Положение о лицензировании геодезической деятельности - Постановление Правительства РФ от 28.05.2002 года №360
4. Положение о порядке передачи гражданами и юридическими лицами в Федеральный картографо-геодезический фонд копий геодезических и картографических материалов и данных ГКИНП (ГНТА) - 17-273-03
5. Гарагуль А.С. Актуальность задач имитационно-оптимизационного трассирования линейных сооружений/, И.Р. Бикашев // Геодезия, землеустройство и кадастр: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию высшего геодезического образования в ФГБОУ ВО Омский ГАУ [Электронный ресурс].
6. Мурзинцев П.П. Особенности геодезического обеспечения строительства автодороги и пространственного мониторинга на Бованенковском месторождении / П.П. Мурзинцев, М.М., Павлов, А.С.Репин // Геодезия и картография. - 2016. - № 2. - С. 2-5.
7. Мудриевский Е. О. Комбинированные технологии геодезических измерений при инженерно-геодезических изысканиях на магистральных трубопроводах / Е. О. Мудриевский; науч. рук. А. И. Уваров // Роль и значение землеустроительной науки и образования в развитии Сибири : материалы международной научно-практической конференции (посвященной 100-летию землеустроительного образования, 90-летию землеустроительного факультета, 90-летию кафедры землеустройства) / Ом. гос. аграр. ун-т им П. А. Столыпина, Землеустр. фак. - Омск, 2012. - С. 267-270.
8. Пархоменко Н.А. Выбор оптимального варианта вынесения проектных точек в натуру на застроенной территории / Н.А. Пархоменко, М.П. Бережная, А.О. Вьюков, Я.Ю. Романова // сборник научных трудов: Состояние и перспективы землеустроительного, кадастрового, геодезического обеспечения управления земельными ресурсами и объектами недвижимости. ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина. - Омск: Изд-во ИП Макшеевой Е.А., 2015 - С. 13-19
Liliya Pronina
FSBEI HE Omsk SAU, Omsk
Valentina Novikova
FSBEI HE Omsk SAU, Omsk
Geodesic Support of Surveys in the Construction of a Motor Highway
Abstract. Considered the importance of engineering and geological surveys in the construction of linear objects. Attention is paid to the stages of the program and conducting engineering and geological surveys. The specificity of topographic and geodetic works in the geological industry implies a combination of various methods and technical means. The technology of satellite geodetic and navigation support for geological exploration has been analyzed. The technology of creating a reference geodetic network by traditional methods is considered.
Keywords: engineering and geological surveys, state geodetic network, local satellite geodetic network, geodetic support.
